§1-1 静电的基本现象和基本规律
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库仑定律的表述: 在真空中，两个静止的点电荷q1及q2之间的相互 作用力的大小和q1与q2的乘积成正比，和它们之间 距离r的平方成反比；作用力的方向沿着它们的联 线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
19
F12
k
q1q2 r2
r12
当q1、q2同号时，
当q1、q2异号时，
q1给q2的力
F12沿
第一章 静电场
§1.静电的基本现象和基本规律
1
1.1 两种电荷
几个概念 带电体：带电的物体 起电：使物体带电 摩擦起电：用摩擦方法使物体带电 自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷互相
排斥，异种电荷互相吸引 电荷量（简称电量）：物体所带电荷数量的多少
2
生活中摩擦起电的例子
3
4
5
6
测量电量的仪器——验电器和静电计 结构
F12
沿
r12 r12
方向，即为排斥力 反方向，即为吸引力
q1给q2的力 F21 F12 大小F为
qq F k 1 2
r2 20
库仑扭秤
21
电学的单位制
厘米·克·秒静电单位制．通常以CGSE或e.s.u.表
示它, 在这单位制中,库仑定律中的k=1.
MKSA单位制，它是目前公认的国际单位制(SI)的 一部分。在这单位制中有四个基本量：长度、质 量、时间和电流强度。
8
1.2 静电感应 电荷守恒定律
静电感应
静电感应与摩擦起电的实质分析
9
结论
起电过程是电荷从一个物体(或物体的一部 分)转移到另一物体(或同一物体的另—部分) 的过程。 电荷守恒定律
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只 能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体 的一部分转移到另一部分，也就是说，在任何 物理过程中，电荷的代数和是守恒的。
体转移或传导电荷的能力(称为导电能力)将发
生变化。 半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间，
而且对温度、光照、杂质、压力、电磁场等外 加条件极为敏感。
12
1.4物质的电结构
物质的组成
物质
分子 原子
中子 原子核
质子(带正电） 电子(带负电）
13
从物质的电结构看物质是否带电 从物质的电结构分析摩擦起电的原因 金属导电的机制
电荷的量值有个基本单元、即一个质子或一个电子
所带电量的绝对值e，每个带电体所带的电量，都 只能是这个基元电荷e的整数倍。
基元电荷的量值为
e=1.602176462(83)×10-19C （1999年发布） 近似值为 e=1.602×10-19C
18
1.5库仑定律点电荷——带 Nhomakorabea体本身的几何线度比起它到其 它带电体的距离小得多。这种带电体的形状和电 荷在其中的分布已无关紧要，可以把它抽象成一 个几何的点。
验电器
静电计
演示静电计的使用
7
正负电荷的区分
正电荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷， 它们的数量分别用正数和负数来表示。 说明：这种命名法历史上是由夫兰克林首先提出 来的，国际上一直沿用到今天。
中和：正、负电荷互相完全抵消的状态。 摩擦起电的一个重要特点：相互摩擦的两个物 体总是同时带电的，而且所带的电荷等量异号。
——真空电容率或真空介电常数
近似值为
0
8.851012 C 2
/(N
m2 )
相应的 k
1
8.99109 N m2 / C 2
4 8.851012
23
MKSA单位制中，任何一个物理量Q的量纲
Q LpM qT r I s
其中，长度(L)、质量(M)、时间(T)、 电流强度(I)为基本量
作业：P71 1-1,1-4,1-5
24
15
N型半导体与P型半导体
N型半导体——半导体中多数载流子是电子 P型半导体——半导体中多数载流子是“空穴”
N型半导体与P型半导体的作用 将N型和P型半导体结合起来，可以制成各种
半导体器件，如晶体二极管、晶体三极管等
16
晶体三极管
17
电荷量子化
1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明 了，微小粒子带电量的变化不连续。
库仑的定义是：如果导线中载有1A的稳恒电流、 则在1s内通过导线横截面的电量为1C，即 1C=1A·s.
库仑和e.s.u.电量的关系是
lC＝3.00×109 e.s.u.电量
22
在MKSA单位制中 k 1
F 1 q1q2
40
40 r 2
0 8.8541878171012 C2 /(N m2 )
10
1.3导体、绝缘体和半导体
导体 电荷能够从产生的地方迅速转移或传导 到其它部分的那种物体
如：金属、石墨、电解液(酸、碱、盐类的水 溶液)、人体、地、电离了的气体等。
绝缘体 电荷几乎只能停留在产生的地方的那 种物体。
如：玻璃、橡胶、丝绸、琥珀、松香、硫磺、 瓷器、油类、未电离的气体等。
11
说明：这种分类不是绝对的，导体和绝缘体 之间并没有严格的界限。在一定的条件下，物
金属的微观电结构 解释静电感应现象
14
自由电荷和束缚电荷 自由电荷 可以自由移动的电荷 不同类型的导体中的自由电荷 金属——自由电子 电解液——正、负离子 电离的气体——正、负离子 束缚电荷 只能在一个原子或分子的范围内作
微小的位移的电荷
半导体中导电的粒子(叫做载流子)，除了带负 电的电子，还有带正电的“空穴”。
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F12
k
q1q2 r2
r12
当q1、q2同号时，
当q1、q2异号时，
q1给q2的力
F12沿
第一章 静电场
§1.静电的基本现象和基本规律
1
1.1 两种电荷
几个概念 带电体：带电的物体 起电：使物体带电 摩擦起电：用摩擦方法使物体带电 自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷互相
排斥，异种电荷互相吸引 电荷量（简称电量）：物体所带电荷数量的多少
2
生活中摩擦起电的例子
3
4
5
6
测量电量的仪器——验电器和静电计 结构
F12
沿
r12 r12
方向，即为排斥力 反方向，即为吸引力
q1给q2的力 F21 F12 大小F为
qq F k 1 2
r2 20
库仑扭秤
21
电学的单位制
厘米·克·秒静电单位制．通常以CGSE或e.s.u.表
示它, 在这单位制中,库仑定律中的k=1.
MKSA单位制，它是目前公认的国际单位制(SI)的 一部分。在这单位制中有四个基本量：长度、质 量、时间和电流强度。
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1.2 静电感应 电荷守恒定律
静电感应
静电感应与摩擦起电的实质分析
9
结论
起电过程是电荷从一个物体(或物体的一部 分)转移到另一物体(或同一物体的另—部分) 的过程。 电荷守恒定律
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只 能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体 的一部分转移到另一部分，也就是说，在任何 物理过程中，电荷的代数和是守恒的。
体转移或传导电荷的能力(称为导电能力)将发
生变化。 半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间，
而且对温度、光照、杂质、压力、电磁场等外 加条件极为敏感。
12
1.4物质的电结构
物质的组成
物质
分子 原子
中子 原子核
质子(带正电） 电子(带负电）
13
从物质的电结构看物质是否带电 从物质的电结构分析摩擦起电的原因 金属导电的机制
电荷的量值有个基本单元、即一个质子或一个电子
所带电量的绝对值e，每个带电体所带的电量，都 只能是这个基元电荷e的整数倍。
基元电荷的量值为
e=1.602176462(83)×10-19C （1999年发布） 近似值为 e=1.602×10-19C
18
1.5库仑定律点电荷——带 Nhomakorabea体本身的几何线度比起它到其 它带电体的距离小得多。这种带电体的形状和电 荷在其中的分布已无关紧要，可以把它抽象成一 个几何的点。
验电器
静电计
演示静电计的使用
7
正负电荷的区分
正电荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷， 它们的数量分别用正数和负数来表示。 说明：这种命名法历史上是由夫兰克林首先提出 来的，国际上一直沿用到今天。
中和：正、负电荷互相完全抵消的状态。 摩擦起电的一个重要特点：相互摩擦的两个物 体总是同时带电的，而且所带的电荷等量异号。
——真空电容率或真空介电常数
近似值为
0
8.851012 C 2
/(N
m2 )
相应的 k
1
8.99109 N m2 / C 2
4 8.851012
23
MKSA单位制中，任何一个物理量Q的量纲
Q LpM qT r I s
其中，长度(L)、质量(M)、时间(T)、 电流强度(I)为基本量
作业：P71 1-1,1-4,1-5
24
15
N型半导体与P型半导体
N型半导体——半导体中多数载流子是电子 P型半导体——半导体中多数载流子是“空穴”
N型半导体与P型半导体的作用 将N型和P型半导体结合起来，可以制成各种
半导体器件，如晶体二极管、晶体三极管等
16
晶体三极管
17
电荷量子化
1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明 了，微小粒子带电量的变化不连续。
库仑的定义是：如果导线中载有1A的稳恒电流、 则在1s内通过导线横截面的电量为1C，即 1C=1A·s.
库仑和e.s.u.电量的关系是
lC＝3.00×109 e.s.u.电量
22
在MKSA单位制中 k 1
F 1 q1q2
40
40 r 2
0 8.8541878171012 C2 /(N m2 )
10
1.3导体、绝缘体和半导体
导体 电荷能够从产生的地方迅速转移或传导 到其它部分的那种物体
如：金属、石墨、电解液(酸、碱、盐类的水 溶液)、人体、地、电离了的气体等。
绝缘体 电荷几乎只能停留在产生的地方的那 种物体。
如：玻璃、橡胶、丝绸、琥珀、松香、硫磺、 瓷器、油类、未电离的气体等。
11
说明：这种分类不是绝对的，导体和绝缘体 之间并没有严格的界限。在一定的条件下，物
金属的微观电结构 解释静电感应现象
14
自由电荷和束缚电荷 自由电荷 可以自由移动的电荷 不同类型的导体中的自由电荷 金属——自由电子 电解液——正、负离子 电离的气体——正、负离子 束缚电荷 只能在一个原子或分子的范围内作
微小的位移的电荷
半导体中导电的粒子(叫做载流子)，除了带负 电的电子，还有带正电的“空穴”。